Технология производства керамической плитки: материалы и оборудование. Производство керамической плитки

Человек всегда стремился украсить свое жилище и сделать его практичным. Для этих целей он использует различные материалы, многие из которых остаются актуальными на протяжении тысячелетий. Так, первые прототипы были найдены на раскопках Евфрата и Междуречья Тигра. В древности этот материал применяли для отделки стен храмов и домов знати. Со временем его популярность росла, а способы изготовления совершенствовались. Давайте познакомимся поближе с современной технологией производства и узнаем, чем она заслужила такую безукоризненную репутацию.

Состав

Первым делом разберемся, из чего делают керамическую плитку. Основное сырье, используемое в производстве керамики, представлено следующими материалами:

Глинистые материалы. Они придают влажной массе пластичность, необходимую для формовки заготовок.
Кварцевые материалы (в основном, песок). Выполняют структурную функцию, то есть создают «скелет» изделия. Позволяют ограничить и проконтролировать изменение размеров изделия, неизбежно сопровождающее процесс обжига.
Материалы, в состав которых входят полевые шпаты (алюмосиликаты или карбонаты калия, натрия, кальция и так далее). С их помощью, при обжиге изделия, его структура остается плотной и стекловидной.

Процесс изготовления керамической плитки состоит из таких стадий:

Смешивание материалов.
Формовка.
Сушка.
Нанесение глазури.
Обжиг.
Сортировка.

На каждом из этапов остановимся отдельно.

Смешивание материалов

Все начинается с добычи материалов, но мы ее не будем рассматривать, так как нас интересует именно процесс изготовления керамической плитки. Первым делом, глина смешивается с остальными компонентами по строго рассчитанным пропорциям. Готовая смесь поступает на предварительное перемалывание, где она подвергается измельчению и увлажнению.

Способ приготовления керамической массы зависит от свойств исходного сырья и желаемого продукта. Бывают такие способы:

Полусухой. Компоненты сначала дробят, затем немного подсушивают, измельчают, смешивают и отправляют на формование. Полусухим этот метод называется потому, что сами по себе компоненты имеют определенную степень влажности.
Пластичный. Глину дробят и отправляют на смеситель, где она перемешивается с добавками и обретает вид однородной пластичной массы.
Мокрый. Материалы измельчают и смешивают с добавлением воды (до 60%). Однородная жидкая смесь подается в специальные резервуары.

Вне зависимости от того, какая линия производства используется, для получения хорошего продукта необходимо, чтобы все материалы были тщательно измельчены и смешаны.

Формовка

Формовка производится двумя способами: прессованием и экструзией. В первом случае, специальные прессы сдавливают порошкообразную массу в двух направлениях. Находясь под высоким давлением, гранулы подвергаются уплотнению и частично деформации. За счет этого плитка обретает соответствующую плотность и прочность.

При использовании метода экструзии, плитка производится из тестообразной массы, которая формуется путем продавливания через отверстия экструдера. От сухого прессования этот метод отличается наличием в производственном процессе жидкой фазы. Именно благодаря тому, что вязкая масса выдавливается из аппарата и обрезается, есть возможность производить изделия разной формы. сделанная по методу экструзии, может быть выпуклой или вогнутой. При прессовании же варьировать можно лишь размер изделий.

Сушка

Обязательной стадией в технологии производства керамической плитки является сушка. На этом этапе из готовых форм удаляется влага, которая была необходимой для комфортной формовки. Условия сушки играют важнейшую роль в обеспечении целостности и прочности будущего изделия, поэтому они строго контролируются. На современных предприятиях по производству плитки используют сушильные установки, обдающие сырец (отформованное влажное изделие) горячим воздухом. Нагрев приводит к образованию на поверхности полуфабриката влаги, которая быстро испаряется и удаляется системой вентиляции.

Хороший теплообмен, эффективная вентиляция и высокая температура воздуха обеспечивают быстродействие установки. Если подвергнуть сырец обжигу, минуя стадию сушки, то он растрескается. На заключительных стадиях сушки и в процессе обжига происходит усадка плитки, то есть пропорциональное уменьшение ее линейных размеров. Этим и объясняется необходимость в калибровке готовых изделий. Чем выше уровень предприятия, тем больше вероятность того, что его продукция будет иметь одинаковые размеры. Поэтому лучше выбрать варианты среднего ценового диапазона (к примеру, от фирм «Шахтинская керамическая плитка», «Еврокерамика», «Сокол» и др.), чем получить неровную стену.

Нанесение глазури

Глазурь (эмаль) - стекловидное покрытие, которое наносится на лицевую сторону плитки и закрепляется в процессе обжига. Глазуровка выполняется с целью декорирования и укрепления изделия. В состав глазури могут входить различные материалы и соединения (песок, окислы, фритты, красящие пигменты и прочее). Она может быть глянцевой и матовой, цветной и одноцветной, а иногда, даже прозрачной. Окраска достигается за счет добавления в состав оксидов и солей металлов (железо-красный, хром - зеленый, кобальт - синий и т. д.). Эмаль имеет стекловидную структуру и отличается от основания керамики не только внешним видом, но и характеристиками, важнейшей из которых является водонепроницаемость.

На сегодняшний день, завод по производству керамической плитки может использовать несколько десятков способов нанесения глазурей на свои изделия. Эмаль может применяться в виде распыленной суспензии, пасты или гранул. В базовом варианте, она наносится на отформованные заготовки с помощью большого круглого барабана, который, совершая один круг, обрабатывает сразу несколько плиток. Нанесение может производиться до или после обжига, а в некоторых случаях, даже во время обжига.

Для того чтобы изделие имело более эстетичный вид, процесс эмалирования может сопровождаться нанесением изображения. Керамическая плитка с рисунком гораздо популярнее, нежели однотонная. Чтобы каждая плитка имела неповторяющиеся изображение, но сохраняла стилистику серии, барабан просто смещают по оси вращения. Конечно же, это касается моделей с абстрактными картинками.

Обжиг

Обжиг керамической плитки производится для того, чтобы сделать ее достаточно твердой и прочной. Происходит это за счет химических и физических изменений в составе материала и глазури, которые проходят под воздействием высоких температур. Обычно, производители керамической плитки используют с этой целью печи непрерывного действия. По сути, такая печь представляет собой тоннель, перемещаясь по которому с помощью специального транспортера, плитка поддается сначала предварительному нагреву (позволяет избавиться от остатков влаги), а затем обжигу.

Характерным свойством глины является ее способность превращаться при обжиге в прочную камневидную массу. В зависимости от типа изделия, температура обжига колеблется от 900 до 1300°С. Пробыв определенное время в печи, плитка последовательно охлаждается до такой температуры, при которой, ее, без ущерба для качества, можно будет выгрузить из печи.

Сортировка

Прежде чем поступить на линию упаковки и склад, готовая плитка тщательно сортируется. Эта процедура позволяет решить три задачи:

Отбраковать изделия с дефектами.
Отделить плитку первого сорта от плитки более низких сортов.
Сгруппировать торговые партии по сортам и цветности.

Обычно, производители керамической плитки производят сортировку следующим образом - после выхода из печи она проходит три участка: дефектоскопический, калибровочный, визуального контроля. Для выявления дефектов, каждое изделие подается на рельсы и прокатывается роликом. За счет того, что рельсы располагаются по краям плитки, а ролик давит в центр, бракованные образцы ломаются, не выдержав нагрузки. Дефекты покраски проверяются визуально, вместе с определением тональности. Остается лишь отсортировать изделия по партиям и отправить на склад.

Как можно заметить, технология производства керамической плитки довольно проста. Однако, чтобы получить высококачественное изделие, необходимо подойти к каждой стадии с полной ответственностью и соблюдением всех технологических правил. Вот почему многие начинающие предприниматели, которые открыли завод по производству керамической плитки, не могут добиться должного качества своей продукции. Теперь вкратце узнаем, какими свойствами должна обладать керамическая плитка.

Износостойкость

Безусловно, это одно из важнейших качеств напольной плитки, так как оно характеризует ее устойчивость к истиранию и способность сохранять привлекательный внешний вид после длительной эксплуатации. Несмотря на то, что материал в целом является достаточно прочным, его тип стоит подбирать в зависимости от условий эксплуатации. Так, предназначенная для простой ванной комнаты, напольная керамическая плитка с рисунком, положенная в общественном туалете, быстро вытрется и потеряет свой внешний вид.

Водопоглощение

Водопоглощением называют отношение массы воды, поглощаемое плиткой при ее полном погружении под воду, к массе сухого изделия, выраженном в процентах. У глазурованных плиток для пола оно не должно быть выше 3%. Для настенных марок этот показатель возрастает до 10%. В этой связи для облицовки бассейнов, к примеру, подойдет далеко не любая плитка. Крупные производители, к примеру, предприятие «Шахтинская керамическая плитка», могут выпускать на своих мощностях разные типы специализированной продукции, начиная от плитки для ванн и заканчивая керамикой для бассейнов.

Морозостойкость

Так же как и водопоглощение, это свойство зависит от пористости изделия. В независимости от технологии производства, в керамической плитке остаются поры, в которые может проникнуть влага. Как известно, при замерзании, вода увеличивается в объеме. Способность плитки насыщенной влагой, выдерживать частое попеременное замораживание, называется морозостойкостью. Это показатель важен при выборе наружного отделочного материала. Чем меньше в керамике пор, тем ниже показатель ее водопоглощения, и тем выше показатель морозостойкости.

Сопротивление скольжению

Как несложно догадаться, данное свойство определяет способность эмали плитки препятствовать скольжению предметов, находящихся на ней. Это требование важно при отделке пола жилых и промышленных помещений, особенно тех, в которых всегда влажно. В бассейнах и банях чаще всего используют ребристую плитку, у которой повышенное сопротивление скольжению.

Химическая устойчивость

Так называют характеристику эмали плитки, отражающую ее способность переносить контакт с химическими веществами (кислоты, основания, бытовая химия, добавки для дезинфекции воды в бассейнах и прочее). Плитка не должна претерпевать внешних изменений под агрессивным воздействием этих веществ. Кстати говоря, рассматривая стойкость керамики к тем или иным воздействиям, не стоит забывать, что швы между плитками также могут быть подвержены разрушающему воздействию. Чтобы этого избежать, их покрывают защитными составами.

Предел прочности

Данный показатель выражает уровень допустимой нагрузки, которую может выдержать керамическая плитка. Обычно он прямо пропорционален толщине изделия. Способность выдерживать нагрузку важна в основном для напольной плитки.

Поверхностная твердость

Эта характеристика иллюстрирует стойкость поверхности к появлению повреждений и царапин. Она особенно важная для напольной плитки. Поверхностная твердость обуславливается качеством и составом глазури. Примечательно, что на блестящей поверхности механические повреждения гораздо более заметны, чем на матовой.

Используются смеси различных материалов:

глинистые материалы, которые обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки;
кварцевое сырье - в основном кварцевый песок, который образует «скелет» керамического изделия, то есть выполняет структурную функцию, необходимую для того чтобы ограничить и контролировать изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге;
материалы, содержащие полевые шпаты (алюмосиликаты натрия, калия, кальция и т.д.) или карбонаты (в частности, кальция), благодаря которым при обжиге достигается нужная вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия.

Производство керамической плитки состоит из этапов:

Добыча глины. Процесс производства начинается в карьерах, где добываются исходные составляющие. Используемые типы глины должны иметь строго определенный химический состав, в дальнейшем это во многом определяет свойства материала и его поведение при прессовании и обжиге. Глина поступает на фабрику, где складируется в специальные контейнеры. В каждый контейнер – свой сорт глины.
Приготовление смеси. Глина смешивается с другими компонентами в строго рассчитанной пропорции, поступает на участок предварительного перемалывания до определенного размера и проходит операции: 1) измельчения; 2) смешивания; 3) увлажнения. Приготовление керамической массы в зависимости от свойств исходного сырья и вида изготовляемой продукции осуществляется:
-полусухим способом (прессованием из порошкообразной массы - глину вначале дробят и подсушивают, затем измельчают и подают на формование);
- пластическим способом (из тестообразной массы с помощью тепловой обработки - под давлением глину дробят, затем направляют в глиносмесител, где она перемешивается с добавками до получения однородной пластичной массы);
-мокрым способом (исходные материалы измельчают и смешивают с большим количеством воды (до 60%) до получения однородной массы, далее уже жидкая смесь поступает в специальные резервуары).
Для изготовления тела плитки (на производстве его часто называют бисквит, так как по цвету и форме он напоминает корж для приготовления торта) сырьевые материалы тщательно измельчаются и перемешиваются для получения совершенно однородной массы для последующей формовки.
Формовка изделия. Для формовки применяется два метода - прессование и экструзия.
При прессовании порошкообразная масса сдавливается прессом в двух направлениях, под высоким давлением происходит перемещение и частичная деформация гранул, благодаря чему даже необожженная плитка обладает соответствующей плотностью и прочностью.
При экструзии клинкерная плитка изготовляется из тестообразной массы и формуется при продавливании через специальное отверстие экструдера, имеющие форму будущего профиля. От метода сухого прессования экструзия отличается тем, что в производственном процессе существует так называемая «жидкая фаза», когда вязкая масса выдавливается из определенной формы под давлением и затем обрезается. Именно эти технологические тонкости позволяют производить материал различной формы, тогда как при прессовании можно получить только плоскую плитку определенных размеров. Клинкерная плитка, изготовленная методом экструзии, может быть гораздо толще прессованной, к тому же выпуклой или вогнутой, что дает возможность выпускать и специальные клинкерные элементы, например, угловые, внешние и внутренние.
Сушка изделия. Обязательной промежуточной операцией технологического процесса производства керамических изделий является сушка. Сушка выполняет важную роль, так как на этом этапе из изделия удаляется вода, которая была необходима для формовки. Условия сушки имеют крайне важное значение для обеспечения целостности изделия, поэтому процесс следует тщательно контролировать во избежание образования деформаций, растрескиваний и прочих дефектов. В производстве керамической плитки на сегодняшний день наиболее распространенными являются сушильные установки с сушкой горячим воздухом Такая установка обеспечивает выход на поверхность изделия влаги, ее дальнейшее испарение и удаление. Быстродействие установки (процесс сушки длится несколько десятков минут) обеспечивается хорошим теплообменом, эффективной вентиляцией и относительно высокой температурой воздуха, при которых производится осушение. Если же сырец, имеющий высокую влажность, сразу после формования подвергнуть обжигу, то он растрескивается. Далее, в процессе сушки и окончательного высокотемпературного обжига проходит «усадка» плитки (пропорциональное уменьшение в линейных размерах), именно это как раз и объясняет наличие калибров, присваиваемых плитке - по сути, обозначение ее фактического размера. Вызвано это тем, что невозможно с точностью до миллиметра предусмотреть это уменьшение в процессе обжига, оно зависит от множества факторов. Поэтому в дальнейшем, на заключительном этапе, плитка сортируется согласно фактическому размеру (калибру), который в свою очередь имеет небольшие допуски, согласно нормам ISO.
Нанесение глазури (эмали). Глазурь (от немецкого Glasur, от Glas - стекло) - стекловидное защитно-декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом (прозрачное или непрозрачное, бесцветное или окрашенное). Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, песок, различные окислы, красящие пигменты, которые наносятся на поверхность изделия и расплавляются). Глазури бывают разного вида, цветные или нецветные, матовые и глянцевые, даже прозрачные. Цвет глазури достигается за счет добавления солей и оксидов металлов, например, кобальт дает синий цвет, хром - зеленый, железо – красный. Плитка может быть глазурованной и неглазурованной. У глазурованной плитки верхний, сравнительно тонкий слой имеет стекловидную структуру, то есть поверхность плитки отличается от ее основания и обеспечивает зрительный эффект (цвет, глянец, орнамент и т.д.), а также ряд свойств, таких как водонепроницаемость, твердость и т.д., которые не может обеспечить основание плитки. Таким образом, в составе глазурованной плитки имеется два слоя с различной структурой: глазурь на поверхности и основание, расположенное ниже. Неглазурованная плитка, наоборот, имеет однородную структуру по всей толщине. На сегодняшний день существует несколько десятков способов нанесения глазурей на поверхность керамической плитки. Глазурь может наноситься в виде гранул, пастообразной массы или распыленной суспензии. Технологически эмаль наносится с помощью машины – большого круглого барабана, длина окружности, которого в несколько раз больше длины плитки. Барабан, прокатываясь, наносит жидкую эмаль и поскольку длина его окружности намного превышает длину плитки, то за один оборот обрабатывается 3-4 плитки. Момент нанесения может происходить по-разному: до обжига, после обжига и даже во время обжига. Для придания плитке более эстетичного вида процесс глазурирования может применяться совместно с нанесением различных изображений Нередко используется осевое смещение барабана, для того, чтобы сделать большое количество плитки с неповторяющимся рисунком, при этом сохраняя выбранный дизайн и цвет серии.
Обжиг. Посредством обжига плитка, также как и другие керамические изделия, приобретает механические характеристики, делающие ее пригодной для различного использования. Такие характеристики являются следствием химических реакций и физических изменений, которые происходят как в самой плитке, так и в глазури (в случае глазурованной плитки). Обжиг производится в печах непрерывного действия, которые представляют из себя туннель, по которому плитка перемещается на специальных транспортерах, подвергаясь при этом предварительному нагреву, в результате которого испаряется влага, далее плитка обжигается при температуре в зависимости от типа изделия от 900 до 1250 °С и более. Характерным свойством глин является их способность превращаться при обжиге в камневидную массу. Для каждого типа плитки (а иногда и для каждой коллекции) разрабатывается индивидуальный температурный режим. Отличается и максимальная температура обжига для разных материалов. У плитки двойного обжига - около 950 °С, у однократного обжига - до 1180°С, у керамогранита - до 1300°С. После пребывания в течение определенного времени на участке обжига плитка перемещается далее по туннелю, последовательно охлаждаясь до температуры, которая обеспечивает ее безопасную выгрузку из печи. После охлаждения плитка приобретает структуру с высокой механической прочностью.
Сортировка. Прежде чем поступить на участок упаковки и далее на склад, плитка тщательно сортируется. Этот процесс призван обеспечить решение трех задач: 1) отбраковать дефектные изделия; 2) отделить плитки первого сорта от плиток более низких сортов; 3) сгруппировать плитки каждого сорта в торговые партии с точки зрения размерности (калибр) и цветности (тон). Порядок сортировки может быть следующим: после выхода из печи плитка приходит на участок дефектоскопического контроля и калибровки, и затем визуального контроля тональности. Испытания на участке дефектоскопии заключаются в том, что каждая плитка попадает на так называемые рельсы, расположенные по краям плитки и по центру прокатывается ролик, воздействующий на плитку с определенной нагрузкой. Если плитка имеет дефект, то она не выдерживает нагрузки и ломается, автоматически не попадая на дальнейшие испытания. Дефекты эмалевой поверхности проверяются визуально, одновременно с определением тональности плитки. Далее плитка сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и попадает на склад готовой продукции.

Виды керамической плитки

Каждый этап производства для различных видов плиток имеет свои особенности, которые и определяют в дальнейшем характеристики получаемого материала.

БИКОТТУРА

Эмалированная керамическая плитка, предназначенная для облицовки стен внутри помещений. Эмаль придает плитке блеск и позволяет отобразить рисунок любого дизайна, а также защищает керамическое тело плитки от проникновения влаги. Тело плитки, так называемое «печенье», получается путем прессования увлажненной массы из красной глины под давлением в специальных формах с последующим обжигом при температуре до 1040 ºС. Весь цикл производства этого типа плитки происходит за два процесса: 1) для создания основы обжигается только основание плитки, обжиг производится при невысоких температурах. В результате получается высокопористый черепок (с показателем водопоглощения до 10%), не подвергнувшийся усадке и не требующий в дальнейшем сортировки плитки по размерам (калибровки). По окончании производственного цикла плитка проходит контроль планометрических параметров и линейных размеров. В случае несоответствия плитки заданным параметрам, она автоматически снимается с конвейера и идет на переработку. 2) Для закрепления эмали на основание наносится глазурь и происходит вторичный обжиг, характеризующийся еще более низкой температурой (700-900 ºС). Ко второй фазе обжига - фазе нанесения эмали - допускается только предварительно отобранная качественная плитка. Общий смысл поэтапного обжига - обеспечение необходимых прочностных характеристик «бисквита» (необходимы высокие температуры), и сохранение цвета желаемой яркости и насыщенности (при низких температурах красящие пигменты практически не выгорают). Толщина «печенья» составляет 5-7 мм, она уступает по прочности другим видам плитки и имеет интерьерное применение. Эмаль, покрывающая плитку двойного обжига, бывает глянцевой или матовой и не обладает высокой поверхностной прочностью, поскольку не предполагается, что эта плитка, используемая в основном на стенах, будет подвергаться механическим и абразивным нагрузкам (по ней не будут ходить). Исключение составляют некоторые серии плитки, рекомендованные производителями и как напольные. Поскольку процесс нанесения эмали никак не влияет на геометрию плитки, эти параметры после окончания производства уже не контролируются, плитка проверяется на наличие дефектов поверхности. Основные форматы производства плитки: 20х20 см, 20х25 см, 25х33,3 см. Внешне бикоттуру можно отличить по: относительно небольшой толщине; красно-коричневой глиняной основе; небольшому весу; глянцевой блестящей эмали.
Бикоттура обычно изготавливается коллекциями, состоящими из нескольких цветов: более светлого - чаще всего базового в серии и дополнительных – более темных и с большим количеством декорированных элементов. Декорированные элементы изготавливаются следующими способами:
- с использованием дополнительного третьего обжига: предварительно сделанная плитка нарезается под нужный размер (например, бордюр). На уже готовую плитку наносят необходимый рисунок. Делается это различными способами в зависимости от ожидаемого эффекта – нанесением рисунка через сетки или трафареты красками, золотом, глазурью (иногда в виде порошка). Далее на изделие наносится еще один слой эмали с последующим обжигом при еще более низкой температуре (до 700 ºС) для закрепления рисунка, при этом порошок глазури расплавляется, образуя рельефный рисунок.
- с помощью гипса: для изготовления рельефных декорирующих элементов большой толщины в замес добавляют гипс, придающий пластичность, затем происходит формование с последующим покрытием эмалью и обжигом (иногда сушкой без обжига).

МОНОКОТТУРА

Это эмалированная керамическая плитка, предназначенная как для облицовки стен, так и для укладки плитки на пол. Некоторые ее виды являются морозостойкими и, соответственно, позволяют применять данную серию снаружи и внутри помещений. Весь цикл изготовления монокоттуры происходит за один процесс обжига. Специально приготовленная смесь, состоящая из разных сортов глины с добавлением других натуральных компонентов, перемешивается в специальных емкостях и одновременно увлажняется. Затем она подсушивается и перемалывается в огромных вертикальных барабанах практически до состояния взвеси, и под давлением подается в пресс-форму. Размер прессованных плиток на этом этапе превышает номинальный размер примерно на 7-10%, то есть керамическая плитка, имеющая размер по каталогу 30х30 см, имеет пока еще размер приблизительно 33х33 см. Все это происходит потому, что в процессе окончательного обжига и сушки плитка сужается, пропорционально уменьшаясь в линейных размерах. Далее керамическая плитка направляется в специальную камеру окончательной подсушки и на участок, где на еще не обожженную плитку наносится эмаль, которая после обжига защищает структуру плитки и придает задуманный изначально цвет и дизайн плитки. После нанесения эмали плитка направляется в печь длиною до 100 м. Постепенно нагреваясь там до температуры 1200 °С и затем плавно остывая, керамическая плитка проходит тот самый одинарный обжиг, в результате которого основа становится исключительно твердой и на ней закрепляется эмаль, образуя с плиткой прочное единое целое. После выхода из печи плитка направляется на участок дефектоскопного и визуального контроля тональности и калибровки, после чего сортируется по партиям, упаковывается, маркируется и отправляется на склад готовой продукции.
Основные отличия бикоттуры от монокоттуры: большая твердость (плотность) материала в результате использования более мощного пресса и большей температуры обжига, наличие серий с низким водопоглощением (<3%), морозостойкими качествами (некоторые типы плитки одинарного обжига производят специально для эксплуатации при минусовой температуре, такой плиткой можно облицовывать постройки снаружи), более толстая и прочная основа плитки, более твердая, износостойкая эмаль. Плитка одинарного обжига подвержена усадке, поэтому могут встречаться расхождения в размерах (калибрах плитки), которые отличаются в разных партиях. Эмаль у плиток одинарного обжига, кроме повышенных прочностных характеристик, обладает стойкостью к бытовым моющим средствам, а некоторые виды этой плитки обладают также повышенной стойкостью к агрессивным химическим средам.
Декоры для монокоттуры производятся двух типов: напольные и настенные. Производство напольных декоров очень похоже на производство основного материала с той лишь разницей, что на заготовки нужного размера наносится рисунок заданного дизайна, который затем также обжигается, и поэтому твердость эмали декора не уступает прочности основного поля. Настенные декоры делаются по тем же технологиям, что и для бикоттуры, соответственно не обладая прочностными характеристиками основного материала. Во многих случаях керамическая плитка монокоттура предлагается как напольная, соответствующего цвета и размера для некоторых серий бикоттуры, таким образом, дополняя их.
Существует также особый подтип монокоттуры, производимый форматом 10х10 см. Плитки этого формата рекомендованы, как правило, для облицовки «фартука» на кухне (оформления и защиты стены между нижними мебельными столами и верхними шкафчиками) и имеют меньшую толщину (около 6 мм) и большее количество различных декоров. Поскольку эта керамическая плитка используется в основном в интерьере, она не обладает всеми преимуществами монокоттуры (используются более мягкие параметры при прессовании и обжиге), но, тем не менее, она прочнее, чем бикоттура, и может быть использована как напольное покрытие в частных интерьерах (коттеджах, квартирах и так далее).

МОНОПОРОЗА

Отдельный вид плитки одинарного обжига, производится по технологии прессования и последующего одинарного одновременного обжига тела плитки и нанесенной глазури. При производстве монопорозы используется глина с высоким содержанием карбонатов. Это изделие является высокопористым и обладает большим показателем водопоглощения – до 15%. Толщина основы составляет 12 мм, потому что прочность такой плитки меньше, чем у монокоттуры. Технология производства монопорозы дает возможность изготавливать большие плиты. Так как при производстве используется белая смесь, это позволяет наносить тонкий слой светлой эмали. Это очень выгодно, потому что, например, бикоттура, имеющая красную основу требует толстого слоя светлого покрытия. Поэтому наиболее распространенными являются расцветки, имитирующие мрамор. Поверхность плитки украшают как традиционным способом – нанесением рисунка на изделие, так и с помощью резки под водой под большим давлением на специальном оборудовании, таким образом можно получать красивый сборный декор, используя в том числе и кусочки натурального камня. Такая плитка менее плотная, чем монокоттура, и применять ее можно только для внутренней отделки помещений.

ГРЕС (Керамический гранит)

Керамический гранит прокрашенный по всей массе - это неэмалированная керамическая плитка одинарного обжига, изготовляемая из светлых сортов глины. Смесь, из которой изготавливают плитку грес, состоит из глин нескольких сортов, кварцевого песка, полевого шпата и красящих пигментов (окиси металлов) – натуральных компонентов, которые в отличие от природного камня, не служат источником повышенного радиоактивного фона и являются безопасным для здоровья материалом. Фазы производства керамического гранита схожи с монокоттурой. Смесь прессуется, подсушивается, а затем обжигается при очень высоких температурах. При этом исходный материал спекается и образует монолит. Благодаря этому керамогранит обладает высокими техническими характеристиками, такими как: низкий показатель водопоглощения – менее 0,05%, стойкость к химическим воздействиям, повышенная стойкость к истиранию, прочность при ударах, прочность при изгибах, стойкость к перепаду температур, четкость рисунка и цвета, расцветка изделия не меняется под воздействием внешних факторов. По типу поверхности керамический гранит разделяют на несколько основных видов:

Матовый - плитку с такой поверхностью после выхода из печи не обрабатывают дополнительно, поэтому она имеет естественный вид.
Полированный - необработанную поверхность греса ровно срезают, а затем осветляют. В результате плитка становится сверкающей. После полировки на изделие наносится состав, который закрывает микропоры и делает поверхность менее восприимчивой к загрязнению. Однако такая плитка имеет несколько недостатков (если на нее попадает вода, она становится очень скользкой, к тому же ее очень легко поцарапать, поэтому за полированным гресом нужно следить особенно тщательно и чистить специальными неабразивными жидкими моющими средствами).
Полуполированный (лаппатированный – от итальянского lappato – притертый, заглаженный) керамогранит - получают посредством срезания меньшего верхнего слоя греса по технологии поверхностной шлифовки (для этого используют специальные шлифовальные камни). Обычно таким образом обрабатывают неровную плитку, в результате получается эффектное сочетание полированных и матовых участков. Поверхность лаппатированного керамического гранита легче очищается от загрязнений. Лапатированная керамическая плитка отличается от полированной менее интенсивной обработкой плитки, в результате чего плитка приобретает блеск и нескользкую поверхность.
Большое распространение получил смальтированный керамический гранит (gres porcelanato smaltato). Технология его изготовления очень схожа с производством монокоттуры - нанесенная эмаль, определяющая цвет и фактуру поверхности, обжигается вместе с плиткой в результате одинарного обжига, но при этом материал обладает такими же высокими прочностными и морозоустойчивыми показателями, как керамогранит.
Еще одной технологией обработки керамического гранита является ретификация. Ретификация - это дополнительная механическая обработка уже готового материала, заключающаяся в срезании боковых кромок с каждой стороны как матовой, так и полированной плитки на специальных станках (при помощи алмазных кругов), для придания всем без исключения плиткам в серии единого размера в каждом формате и одинаково ровных краев изделия. Эта операция позволяет укладывать плитки разных размеров, а также сочетать матовые и полированные плитки одной серии с минимальными швами от 1мм, что является дополнительным преимуществом и практически невозможно для неретифицированных плиток. Тем не менее такую плитку все же рекомендуется класть со швом – для того чтобы при усадке здания, или при расширении плитки (например, от температурных перепадов), она не потрескалась.

КОТТО

Это, как правило, неэмалированная керамическая плитка одинарного обжига. Она изготавливается из красной глины путем экструзии – продавливания через квадратную, прямоугольную или, например, шестиугольную форму. Котто применяется в основном для отделки полов. Метод экструзии позволяет получать плитку самой причудливой конфигурации. Наиболее ходовые размеры: 250x250, 300x300, 200x400 и 400x600 мм. Корпус котто имеет разнообразную натуральную окраску желтой, коричневой и красноватой гаммы. Лицевая поверхность обычно обрабатывается специальными щетками, в результате чего на ней появляются твердые бугорки. Окончательно поверхность котто может быть отполирована, отшлифована или, наоборот, сделана нарочно шероховатой. Основные технические характеристики котто: низкие показатели водопроницаемости и истираемости, стойкость при сжатиях и изгибах, стойкость к химическим и атмосферным воздействиям.

КЛИНКЕР

Клинкер - это керамическая плитка одинарного обжига с уплотненной основой, при изготовлении которой применяют метод экструзии, а также технологию прессования (например, у фабрики Paradyz). Иногда ее эмалируют или покрывают так называемой «солью» – тонким слоем прозрачного стекла. Основные характеристики клинкера: высокая сопротивляемость механическим нагрузкам, низкие показатели истираемости и водопроницаемости, стойкость к химическим воздействиям, стойкость к перепаду температур, морозостойкость. Обычно клинкеры используют для облицовки полов как внутри, так и снаружи, а также при строительстве бассейнов – в отделке цоколей, уголков, водостоков, ступеней и различных соединительных элементов.

МАЙОЛИКА

Крупнопористая плитка с цветной основой и лицевой поверхностью, как правило, покрытой непрозрачной глазурью, на которую нанесен яркий рисунок. Для производства майолики берут карьерные глины, содержащие песок, карбонатные фракции и окислы железа. Плитка получается методом прессования с последующим двойным обжигом. Майолика отличается высокой механической прочностью и стойкостью к образованию кракелюров (мелкие трещины на поверхности красочного слоя в живописи - в старинных картинах на холсте и дереве, а также на керамике, эмали, стекле), но из-за пористой основы майолика легко впитывает воду, поэтому может быть использована только для отделки внутренних стен в сухих помещениях. Несмотря на ограниченную область использования и энергоемкий двойной обжиг, майолика пользуется устойчивым спросом благодаря высоким декоративным достоинствам, прочно ассоциирующимся со стариной.

Общие рекомендации по подбору и применению плитки можно сформулировать так

Бикоттура - применяется для облицовки стен в интерьерах, иногда для покрытия пола (если выбранная серия рекомендована к такому применению), но лишь в тех помещениях, которые не сопрягаются напрямую с улицей и где, как следствие, нет риска повредить эмаль механическими частицами (песок, пыль).
Монокоттура - используется для облицовки всех типов поверхностей в интерьерах, а особо стойкие виды этой плитки могут применяться как напольное покрытие в общественных местах с не очень интенсивной проходимостью (все-таки нужно учитывать, что эмалированная керамическая плитка так или иначе будет изнашиваться в процессе эксплуатации быстрее, чем прокрашенный в массе керамогранит). Также морозостойкие серии могут быть использованы для наружных и внутренних работ.
Керамогранит, прокрашенный в массе - облицовка всех типов поверхностей как внутри помещений, так и на улице. Практически не имеет ограничений по применению - это могут быть и частные интерьеры, и рестораны, и аэропорты, и бассейны, и тротуарные дорожки и т.д. Здесь только особо стоит отметить, что для некоторых наружных работ и полов в специальных помещениях необходимо подбирать плитки с соответствующей противоскользящей поверхностью (для ступеней лестницы) или улицы, специальных помещений (складские помещения, производственные цеха). Выбор полированных плиток керамогранита: в связи с очень гладкой поверхностью данного материала его используют в основном во внутренних помещениях, где нет опасности попадания на него воды, которая делает его очень скользким. Также нужно учитывать тот факт, что применение этого материала в местах, имеющих прямой контакт с улицей (рестораны, кафе, вестибюли), подвергает его дополнительному износу, так как он будет больше подвержен механической нагрузке и со временем может потерять свой внешний вид.

Свойства и особенности керамической плитки

Керамическая плитка - это очень прочный материал. Если плитка правильно уложена, то предел ее прочности в 10–20 раз превосходит аналогичный предел для цемента или железобетона - может достигать 30 тысяч тонн на квадратный метр! Высокий показатель жесткости позволяет керамической плитке не гнуться и не деформироваться даже при очень высоких нагрузках на разрыв. И чем она толще, тем выше этот показатель. Стекловидная поверхность керамической плитки (глазурь или эмаль) защищает керамическую плитку от воздействия воды. Этот материал обладает свойствами огнеупорности и огнестойкости, благодаря чему плитку можно использовать для облицовки печей и каминов. Она не горит, защищает облицованную поверхность, а при нагревании не выделяет ядовитых веществ. Плитка не подвергается разрушению при соприкосновении с химическими веществами (единственная угроза - фтористо-водородная кислота). При соприкосновении с керамической плиткой не возникает разряда статического электричества, как это бывает с синтетическими поверхностями (ковролин, линолеум), то есть плитка – диэлектрик. Керамическая плитка изготовлена из натуральных природных компонентов и безопасна для окружающей среды. Керамическая плитка быстро вбирает и проводит тепло, то есть обладает высокой теплопроводностью. Это один из самых гигиеничных материалов, его очень легко поддерживать в чистоте.

Износостойкость - одно из важнейших качеств напольной плитки, которое характеризует устойчивость плитки к истиранию и способность сохранять внешний вид без изменений. Исследователи американского Института Фарфора и Эмали, которые проводят анализ, тестирование и исследование керамических материалов, разработали классификацию плитки по степени истираемости. Сокращенно она называется PEI и используется для того чтобы правильно подбирать плитку определенной группы износостойкости в зависимости от типа помещений, в которых она будет уложена. Если положить на пол плитку несоответствующей группы, она очень быстро вытрется, потеряет прочность, покроется царапинами, а глазурь утратит блеск. Классификация PEI включает в себя пять групп: PEI I – плитка этой группы предполагает легкую степень эксплуатации без воздействия абразивных частиц (используется для стен в ванных комнатах). PEI II – плитка этой группы предполагает эксплуатацию с небольшим наличием абразивных частиц (используется для стен/пола в спальнях, кабинетах, ванных комнатах). PEI III – плитка третьей группы укладывается в любых жилых помещениях и в небольших офисах, не имеющих прямого входа с улицы. Плитка не подходит для лестниц, коридоров и других помещений с большой проходимостью. PEI IV - плитка этой группы обладает более высокими прочностными характеристиками, чем плитка предыдущей группы, и поэтому подходит для любых жилых комнат, а также для покрытия лестницы, холла, коридоров. PEI V - Плитка пятой группы является наиболее прочной и стойкой к истиранию из глазурованных плиток. Поэтому только ее применяют как в частных, так и общественных интерьерах с проходимостью выше среднего (офисы, магазины, кафе, рестораны). Для мест с интенсивным трафиком (движением) рекомендуется использовать неглазурованный керамогранит (аэропорты, вокзалы, торговые центры).
Водопоглощение - отношение массы воды, поглощенной образцом при его полном погружении в воду, к массе сухого вещества. Отношение выражается в процентах. Водопоглощение глазурованных керамических плиток для пола не должно превышать 3% (стандарт EN 176 Bl), для настенных плиток водопоглощение должно составлять не менее 10% (стандарт EN 159 BIII). Показатель водопоглощения плитки играет важную роль при облицовке бассейнов. Для этого необходимо использовать только специальную плитку, как например, керамогранит, клинкер, фарфоровая плитка.
Морозоустойчивость – способность плитки сопротивляться перепадам температуры. Водопоглощение и морозостойкость взаимосвязанные характеристики, напрямую зависящие от пористости плитки. При обжиге любой керамической плитки, какая бы технология не применялась, в ее теле образуются поры - от испарения остаточной влаги, от выхода газов, образующихся в ходе высокотемпературных химических реакций. Естественно, что в них может проникать влага от дождя, тумана, снега - если плитка уложена на улице, или от разнообразных технологических жидкостей - если плиткой облицована, например, холодильная камера. Морозостойкость - способность керамических изделий, насыщенных водой, выдерживать многократное попеременное замораживание в воздушной среде и оттаивание в воде без признаков разрушения и без значительного снижения прочности, иными словами, показатель морозостойкости - это стойкость к циклическим замораживаниям и оттаиваниям. Европейскими методиками проверки обусловлено, что 25 циклов замораживания / оттаивания при температуре от – 15Сº до +15Сº (при температуре от – 20Сº до +25Сº согласно ГОСТ 7025-91) достаточно для того, чтобы установить факт наличия или отсутствия стойкости. Стойкость керамической плитки обусловливается двумя параметрами: наличием и количеством пор. Плитка двойного обжига довольно пористая и, следовательно, не морозостойкая. А плитка одинарного обжига с водопоглощением меньше 3% считается морозостойкой. Керамогранит в отличие от керамической плитки имеет самый минимальный уровень водопоглощения – меньше 0,05%, что характеризуется отсутствием пор и микротрещин на поверхности и противостоит проникновению воды внутрь, не расширяется и не вызывает разрушение при заморозках. Морозостойкость обязательно нужно учитывать и в том случае, когда плитку укладывают на улице или в неотапливаемом помещении, где температура воздуха опускается ниже 0Сº.
Растрескивание - это появление тонких трещин в эмалевом покрытии. Это происходит с некачественной или неправильно подобранной плиткой под действием резких перепадов температур. Такой дефект иногда присутствует на плитках до укладки. Если будет доказано, что при изготовлении плитки была нарушена норма «сопротивляемости растрескиванию», дефект считается производственным браком. Когда плитка растрескивается через некоторое время после укладки, причинной может служить неправильная укладка плитки: использование плохого раствора или клея, слишком толстый или тонкий слой этих материалов.
Сопротивление скольжению - это характеристика, которая определяет способность поверхности препятствовать скольжению предмета, находящегося на ней. Она выражается коэффициентом трения, который чаще всего измеряется немецким методом нормы DIN. Результат испытания выражается в размере угла наклона пола, при котором предмет начинает скользить. Сопротивление к скольжению является основным требованием к безопасности жилых и промышленных помещений, а также для наружных напольных покрытий. В банях, саунах и бассейнах обычно укладывают ребристую плитку с желобками.
Химическая устойчивость – характеристика эмали плитки, отражающая ее способность выдерживать контакт с химическими веществами при комнатной температуре. Под химическими веществами имеются в виду кислоты, соли, основания, а также бытовая химия, добавки для бассейна и продукты домашнего обихода. Плитка должна оказывать сопротивление агрессивному или механическому воздействию этих веществ, не претерпевая внешних изменений. Согласно норме EN 122 выделяются следующие классы плитки по устойчивости к агрессивным средам (средам, вызывающим разрушение материалов и ухудшение его свойств – использование бытовых моющих средств, атмосферное воздействие): Класс AA - при проведении испытаний плитка полностью сохранила внешний вид, Класс A - внешний вид изменился незначительно, Класс B - выявлены значительные изменения внешнего вида, Класс C - произошла частичная потеря внешнего вида, Класс D - первоначальный вид абсолютно потерян. Следует не забывать и про швы на облицованной плиткой поверхности. Их можно защитить, заполнив эпоксидными материалами, которые хорошо сопротивляются химическим воздействиям.
Тон и калибр плитки. Тон - цветовая насыщенность плитки, которая может немного не совпадать с заявленным цветом. Он обозначается на упаковке цифрой или буквой. Калибр - фактический размер плитки, который иногда на пару миллиметров отличается от номинального. Калибр указан на упаковке рядом с номинальным размером. Небольшие расхождения в размерах часто случаются при производстве плиток с очень плотной основой. При изготовлении плитка сортируется по партиям одного размера с допуском разницы, установленной нормативами. Перед укладкой плитку следует проверить на наличие несовпадений с указанными на упаковке данными по размеру/сравнению калибров, в противном случае даже незначительные отклонения могут вызвать неровности или другие дефекты покрытия.
Сопротивление на изгиб - это характеристика, определяющая, какое предельное значение статической нагрузки, приложенной к трем точкам одной керамической плитки, она способна выдержать без разрушения. Сопротивление изгибу тем выше, чем ниже водопоглощаемость плитки. Керамогранит обладает очень высоким сопротивлением на изгиб, а пористая плитка – более низким.
Предел прочности – уровень возможной нагрузки, которую должна выдерживать плитка. Он напрямую зависит от ее толщины. Способность противостоять нагрузкам особенно важна для напольной плитки. Такие нагрузки, как вес человека или мебели, плиточное покрытие должно выдерживать легко и не ломаться.
Поверхностная твердость - это характеристика, выражающая способность поверхности быть устойчивой к появлению царапин и повреждений. В соответствии с нормой стандартов EN101 плитка классифицируется по шкале от 1 до 10 соответственно возрастающей твердости минералов, используемых для проведения теста. Царапины четко просматриваются на блестящей поверхности плитки, на матовой же они менее заметны.
Устойчивость к перепадам температур - это способность поверхности эмали не претерпевать видимых изменений вследствие «шока» вызываемого резкой сменой температуры путем последовательных циклов погружения в воду комнатной температуры и последующего помещения в печь с температурой свыше 105°C. Тест показывает большую или меньшую устойчивость плитки к таким воздействиям.

Производство керамической плитки известно человечеству издревле. Уже древние греки и этруски производили нечто подобное, обжигая на кострах пластинки из глины. По предположениям ученых в V-III веках до нашей эры представители трипольской цивилизации сооружали дома на основе деревянных каркасов, на которые наносились глиняные фрагменты. После этого вокруг сооружения разводились костры, и материал затвердевал. Окончательная обработка заключалась в нанесении красочных рисунков, из которых многие дошли до наших дней.

В наши дни изготовление керамической плитки представляет собой сложный технический процесс, основные элементы которого, однако, схожи с приемами, применявшимися много веков назад.

Технологическая схема производства керамической плитки состоит из следующих этапов:

Подготовка сырья

Сначала подготавливается смесь, в которую могут входить следующие составляющие: глинистые компоненты (необходимы для пластичности массы), кварцевые ингредиенты (формируют «скелет» плитки), карбонатные и фельдшпатовые добавки, которые дают плитке структуру стекловидного образца.

Подготовка массы

На этой стадии компоненты измельчают, просеивают, взвешивают и смешивают в требуемых пропорциях посредством шаровой мельницы. Смесь увлажняют в нужном процентном соотношении.

Формовка изделий

Здесь применяется один из трех возможных методов: прессовка, экструдирование, литье. Изготовление керамической плитки способом прессования предполагает, что элемент (влажность сырья не более семи процентов) сдавливается специальным штампом с двух сторон давлением около 200-400 килограмм на квадратный сантиметр (самый распространенный способ производства).

Экструдированные образцы получаются с использованием экструдера, который вытягивает глиняную смесь (влажность исходной массы около 15-20 процентов) в ленту, нарезаемую потом на фрагменты (считается весьма прогрессивным методом). Реже всего выпускают литые варианты, когда масса заливается в формы. Этот метод плох тем, что конечный продукт получается разной толщины и размеров.

Сушка

После формовки сырые глиняные изделия предварительно подсушиваются при температуре около 100 С.

Обжиг

Обжиг полученных плиток осуществляется при температуре 900 – 1300 градусов Цельсия.

Еще несколько десятилетий назад оборудование для производства керамической плитки на этом этапе было представлено только туннельными печами.

В них изделия перемещались внутри своеобразной трубы, где сначала медленно нагревались, начиная с 60 С, а потом охлаждались. Процесс мог занимать до 24 часов времени. Сегодня почти повсеместно применяются печи быстрого обжига, где плитка обрабатывается в нужном температурном режиме за 40-60 минут.

Печь для обжига керамической плитки

На этом технология производства керамической плитки неглазурованных артикулов (красный грес, котто, клинкер, гресс-порчеллотанно) завершается. Ее остужают, сортируют, пакуют и отправляют в магазины.

Как делают керамическую плитку глазурованную?

Если планируется выпуск изделий одинарного обжига (клинкер, светлая или красная плитка), то после сушки на плитку наносятся предварительно подготовленные эмали, проводится процесс эмалирования и материал обжигается.

Подача плитки на второй обжиг

Для плиток двойного обжига (майолика, фаянс, коттофорте) за этапом подсушивания идет предварительный обжиг основы. Далее на поверхности наносятся эмали, и продукция проходит этап повторной термической обработки.

Нормативная документация

Производство керамической плитки регулируется рядом законодательных актов. В общем, выделяют стандарты для напольных изделий и для артикулов, которые применяются при внутреннем оформлении стен.

Плитка для пола

Керамическая плитка (ГОСТ 6787 2001) выпускается для выполнения напольных покрытий. Она бывает основная и бордюрная, при этом размеры бордюрных артикулов должны соответствовать размерам основных. ГОСТ допускает выпуск изделий квадратной, многогранной, прямоугольной и фигурной формы. Координационные размеры стандартных квадратных плиток могут достигать от 150х150 до 500х500 мм, а прямоугольных – от 200х150 до 500х300.

Толщина плиток определяется каждым производителем индивидуально, но она не должна быть менее 7,5 мм. Помимо координационных имеются номинальные размеры, которые меньше координационных на ширину шва (от 2 до 5 мм).

Для покупателей керамической плитки (ГОСТ), возможно, будет интересно узнать, что означают условные изображения. Так маркировка ПНГ 300х300 (297х297х8,5) ГОСТ 6787 2001 указывает на то, что плитка предназначена для пола, неглазурованная с координационными размерами 300х300 и номинальными – 297х297, при толщине 8,5 мм.

Изделие выпущено по соответствующему ГОСТу, и должно иметь товарный знак производителя на монтажной поверхности.

Плитка для стен

Если в магазине вам предлагается плитка керамическая (ГОСТ 6141 91), то нужно помнить, что эти артикулы предназначены для облицовки стен. Они бывают фигурными, прямоугольными и квадратными.

Отличительной особенностью изделий, выпускаемых под этими стандартами, является то, что присутствуют модели с различными скруглениями (завалами), а также модели для отделки углов, карнизов и др.

Условные обозначения здесь непрофессионалу скажут о немногом – указывается только тип плитки, ее цвет и ссылка на ГОСТ. Например: тип 50 белые ГОСТ 6141 91.

Обращаем внимание на то, что керамическая плитка (ГОСТ) этих артикулов не предназначена для площадей, подвергаемых высоким и низким температурам, агрессивным средам, механическому воздействию или грунтовым водам. Об этом прямо говорится в ГОСТ, поэтому, если кто-то будет уверять вас в обратном – не верьте.

Допущения при производстве

Согласно вышеуказанным ГОСТам при производстве керамической плитки допускаются минимальные дефекты.

Например, напольная плитка может иметь посечку длиной не более 10мм, и при этом не должна иметь волнистости глазури, выплавок, нечеткого рисунка, заметного с расстояния одного метра.

На настенной плитке высшего качества допускаются наколы, «мушки» или нарушения декора, которые не видно с расстояния в один метр. На изделиях второго сорта допускаются небольшие сколы, пятна, пузыри, волнистости, углубления, просветы на цветных плитках (вдоль краев). Наличие таких недочетов влияет на цену товара, который можно купить значительно дешевле, если эти недостатки не имеют существенного значения для дизайна.

Декоративная плитка применяется для внутренней и внешней отделки помещений. Производство керамической плитки восходит к древним временам и народам, в том числе египтянам, вавилонянам, ассирийцам. Например, ступенчатая пирамида для фараона Джосера, построенная в Древнем Египте около 2600 г. до н.э. , содержит красочный кафель.

Позже керамическая плитка была изготовлена практически в каждой крупной европейской стране. К началу ХХ века плитка стала производиться в промышленных масштабах. Изобретение туннельной печи около 1910 привело к автоматизации производства.

Получение сырья для производства керамической плитки

Сырье, используемое для формирования плитки, состоит из глинистых минералов, добываемых из земной коры. Добавляются природные минералы, такие как полевой шпат, использующийся, чтобы понизить температуру обжига и химические добавки, необходимые для процесса формования. Минералы часто предварительно обогащаются перед отправкой в керамический завод.

Исходные материалы измельчают и классифицируют по размеру частиц. Первичные дробилки используются для уменьшения больших комков материала. Существуют различные виды дробилок, позволяющие получить на выходе материал нужной классификации.

Первым шагом производства керамической плитки является смешивание ингредиентов. Затем добавляют воду и ингредиенты подвергаются мокрому размолу или измельчаются в шаровой мельнице. Если используется мокрый помол, избыток воды удаляют с помощью фильтр-пресса с последующей распылительной сушкой. Полученный порошок затем прессуют в плитки желаемой формы. Формование совершают сжимающими движениями между стальными пластинами или посредством вращательного движения между стальными конусами.

Вторичное дробление уменьшает мелкие куски с частицами. Часто для этих целей используется молотковая мельница и мельница Мюллера. В последней используют стальные диски в мелкой вращающейся "кастрюлей", в то время как молотковая мельница использует быстро движущиеся стальные молотки, сокрушающие материал. Также используются валовые или конического типа дробилки.

Третий размер шага измельчения частиц необходим для изготовления высококачественной плитки. Барабанные виды мельниц используются в комбинации с прочими методами. Одним из наиболее распространенных типов таких мельниц - шаровые мельницы, который состоят из крупных вращающихся цилиндров, частично заполненных сферическими измельчающими телами.

Экраны используются для отделения частиц в определенном диапазоне размеров. Они работают в наклонной позиции и механической вибрации или электромеханическим методом улучшают поток материала. Экраны классифицируются в соответствии с числом отверстий на линейный дюйм поверхности экрана. Чем выше это число, тем меньше размер отверстия.

Глазурь - стекломатериал, предназначенный для расплавления на поверхности плитки в процессе обжига, надежно закрепляющийся на поверхности плитки во время охлаждения. Глазури используются для обеспечения влагостойкости и украшения, так как они могут быть окрашены или приобретают специальные текстуры.

Производство керамической плитки: технология

После того, как сырье обработано, следует выполнить несколько шагов, чтобы получить готовое изделие. Эти шаги включают в себя дозирование, смешивание и измельчение, сушка распылением, формование, сушка, глазуровка и обжиг. Многие из этих шагов теперь осуществляется с помощью автоматизированного оборудования.

Дозирование

Для многих керамических изделий, в том числе плитки, качество определяется количеством и типом сырья. Сырье также определяет цвет тела плитки, которое может быть красного или белого цвета, в зависимости от количества используемых железосодержащих сырьевых материалов. Таким образом, важно смешать правильные объемы составляющих, чтобы достичь желаемых свойств. Производятся расчеты, принимающие во внимание физические и химические свойства состава сырья. После того, как определен соответствующий вес каждого сырьевого материала, составляющие смешиваются.

Смешивание и измельчение

После того, как ингредиенты взвешены, они поступают в смеситель. Иногда необходимо добавить воду, чтобы улучшить смешение с несколькими ингредиента партии, а также достичь тонкого помола. Этот процесс называется мокрым помолом и часто выполняется с использованием шаровой мельницы. В результате получается заполненная водой смесь, называемая суспензие. После интенсивных нагрузок воду удаляют из суспензии с помощью фильтр-пресса (который удаляет 40-50 процентов влаги) с последующим сухим размолом.

Распылительная сушка

Включает в себя закачивание суспензии в распылитель, состоящий из быстро вращающегося диска или сопла. Потоками воздуха мелкие частицы освобождаются от влаги. Сырье может также быть получено путем сухого помола с последующим гранулированием. Для этого созданы гранулирующие машины.

Формирование

Чаще всего керамическая плитка формируется путем сухого прессования. В этом способе, сыпучий порошок, содержащий органическое связующее или низкий процент влаги, поступает из бункера в фасонный пресс. Материал сжимается в полости стальными плунжерами, а затем выбрасывается в нижней части плунжера. Автоматизированные прессы используются с рабочим давлением свыше 2500 тонн.

Используются также смачивающие агенты для получения особо тонкой плитки. Экструзия плюс штамповка позволяют производить плитку неправильной формы, небольшой толщины, что делает ее более качественной, а производство экономичным. Пластичная масса проходит уплотнение в специальном цилиндре высокого давления и выдавливается из цилиндра небольшими порциями. Эти порции проходят штамповку с использованием гидравлических или пневматических прессов.

Второй метод заключается в следующем: экструдированные порции сжимаются между двумя половинами жесткой формы, установленной на гидравлическом прессе. Сформированная часть с применением вакуума прижимается к верхней половины пресс-формы, чтобы освободить нижнюю половину. Затем путем нагнетания воздуха через верхнюю половину освобождается верхняя часть. Излишки материала удаляются для повторного использования.

Другой процесс, называемый глазуровка давлением, был разработан недавно. Этот процесс сочетает в себе глазуровку и формирования одновременно. Нанесение глазури (в высушенной распылением порошковой форме) непосредственно в матрицу, заполненную порошком плитки тела. Преимущества включают устранение погрешностей глазуровки, а также снижение отходов материала глазуровки (так называемый шлам), который производится обычным способом.

Сушка

Керамическая плитка, как правило, должна быть высушена (при высокой относительной влажности) после формирования, особенно, если используется мокрый способ. Сушка, которая может занять несколько дней, удаляет воду в достаточно медленном темпе, чтобы предотвратить усадочные трещины. Используются непрерывные или туннельные сушилки, которые нагреваются с помощью газа или нефти, инфракрасные лампы или на микроволновой энергии. Инфракрасная сушка лучше подходит для тонкой плитки, а СВЧ-сушка работает лучше для толстой плитки. Другой способ, импульсной сушки, использует импульсы горячего воздуха, протекающего в поперечном направлении материалу.

Глазуровка

Измельченные глазури наносят с помощью одного из доступных методов. В центробежном глазуровщике или дисковании, глазурь подается через вращающийся диск, который распределяет глазурь на плитке. При способе водопада поток глазури падает на плитку, когда она проходит по конвейеру под ним. Иногда глазурь просто распыляется. Существует также трафаретная печать. В этом процессе глазурь продавливают через сито с резиновым ракелем или через другое устройство.

Сухая глазуровка включает в себя применение порошков, измельченных фритт (стеклянных материалов), и гранулированной глазури на мокрой поверхности плитки. После обжига, частицы глазури сливаются друг с другом, образуя прочную поверхность, подобную граниту.

Обжиг

После глазуровки плитка подвергается обжигу, укрепляющему ее и дающему нужную пористость. После формирования заготовки сушат медленно (в течение нескольких дней), при высокой влажности, чтобы предотвратить образование трещин и усадки. Далее наносится глазурь, а затем плитки обжигают в печи или печи. Хотя некоторые виды плитки требуют двухступенчатого процесса обжига, плитка мокрого помола обжигается только один раз, при температуре 2000 градусов по Фаренгейту или более. После обжига плитка пакуется и отправляется на склад.

Печи, используемые для обжига плитки.

Плитка, получаемая путем сухого помола вместо мокрого помола, как правило, требует двухступенчатого процесса. В этом случае плитка проходит через низкотемпературный обжиг под названием суп обжига до глазуровки. Этот шаг удаляет летучие вещества из материала, большинство или все усадки. После чего производят обжиг и глазуровку одновременно. Оба процесса обжига происходят в туннеле или непрерывной печи, которая состоит из камеры, через которые заготовки медленно двигаются по конвейеру на огнеупорных волокнистых лентах, построенных из материалов, устойчивых к высоким температурам, или в специальных контейнерах. Обжиг в туннельной печи может занять от двух до трех дней, при температуре около 2372 градусов по Фаренгейту (1300 градусов Цельсия).

Для плитки, которая требует только однократного обжига - обычно это плитка, которая получена мокрым формованием - используются фрезерные ролики. Эти печи перемещают заготовки на роликовом конвейере и не требуют дополнительного оснащения. Обжиг в роликовой печи может длиться 60 минут, температура обжига около 2102 градусов по Фаренгейту (1150 градусов по Цельсию) или более.

После обжига и испытаний керамическая плитка готова, она пакуется и отправляется.

Экологичность

Огромное количество загрязняющих веществ генерируется в ходе различных этапов производства; эти выбросы должны контролироваться в соответствии со стандартами. Среди вредных веществ, образующихся при производстве плитки, являются фтор и соединения свинца, которые образуются при обжиге и глазуровке. Соединения свинца были значительно сокращены с недавним развитием, без примеси свинца или с низким содержанием свинца глазури. Выбросы фтора собираются в скрубберы, устройства, которые в основном распыляют воду, чтобы удалить вредные загрязнители. Это можно контролировать также с помощью сухих процессов: тканевыми фильтрами с покрытием из извести. Эта известь может быть переработана в качестве исходного материала для будущей плитки.

Промышленное производство керамической плитки также образуют сточные воды, образующиеся при фрезеровании, глазуровке и сушке распылением. Отходы производства плитки также возвращают в процесс подготовки сырья для повторного использования.

Контроль качества

Большинство производителей керамической плитки в настоящее время используют методы статистического контроля процессов (SPC) для каждого шага производственного процесса. Многие также тесно сотрудничают со своими поставщиками сырья, чтобы получаемое сырье соответствовало требованиям. Статистический контроль процесса состоит из диаграмм, которые используются для контроля различных параметров обработки, таких как размер частиц, фрезерное время, температура сушки и время, давление прессования, размеры после прессования, плотность, температура и время обжига, прочие. Эти графики помогают выявить проблемы с оборудованием, повысить его эффективность.

Конечный продукт должен удовлетворять определенным требованиям в отношении физических и химических свойств. Эти свойства определяются с помощью стандартных тестов. определяемые характеристики включает механическую прочность, стойкость к истиранию, химическую стойкость, водопоглощение, стабильность размеров, морозостойкость и коэффициент линейного теплового расширения. Совсем недавно добавился параметр сопротивление скольжению, который может быть определен путем измерения коэффициента трения.

Перспективы

В целях поддержания роста рынка, производители керамической плитки будут сосредотачиваться на разработке и продвижении новых моделей с различными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Особое внимание сейчас уделяется крупногабаритным, прочным, гранитным, полированным моделям. Высокая прочность достигается благодаря особому составу сырья, новым технологиям глазуровки, производству на усовершенствованной аппаратуре. Автоматизация производства керамической плитки будет играть ведущую роль в работе по увеличению объемов производства, снижении затрат и улучшению качества. Кроме того, изменения в технологии производства керамической плитки, вызванные проблемами окружающей среды и энергетических ресурсов, будут продолжаться.

10495 0

Был в истории нашей страны период, когда сделать какую либо вещь своими руками, заставляла суровая действительность, а именно отсутствие необходимого изделия в торговой сети, и единственной возможностью стать обладателем того или иного предмета, это было изготовить его из чего либо в домашних условиях.

Основным компонентом для керамической плитки является глина

Сейчас же современная промышленность и торговля обеспечивает потребителей любой номенклатурой товара, в том числе и удовлетворяет запросы покупателей на рынке отделочных материалов. Керамическая плитка представлена во всех мыслимых и не мыслимых видах, размерах и расцветках.

Казалось бы что проще: приходи, выбирай, покупай, укладывай, но этот вариант устраивает не всех, в наш стремительный век стандартизации и типовых решений, хочется выделить свою индивидуальность хотя бы в отделке того или иного помещения. И отсюда возникает вопрос, а можно ли сделать керамическую плитку в домашних условиях своими руками, реализуя собственные задумки, оформления внутреннего пространства ванной или кухни. Томить не будем. Отвечаем. Да можно, но при соблюдении некоторых несложных условий, о которых ниже.

Что нужно для организации производства керамики

В первую очередь, необходимо обладать большим желанием, терпением и уверенностью в положительном результате, а также иметь в наличии необходимые материалы, инструменты, приспособления и оборудование. Возможно, не всё у вас получится сразу, но потраченные усилия в конечном итоге дадут возможность гордиться гордится собой, демонстрируя друзьям и знакомым такое, довольно технологичное изделие, как керамическая плитка, выполненная из глины своими руками.

Глиняная керамическая плитка ручной работы

Выбор сырья

Из чего делают любую керамику, наверно знают все, основным компонентом является глина. А вот о том, какие существуют виды глины, их свойства и возможность использования для изготовления керамической плитки своими руками. По составу, свойствам и области применения глины делятся на четыре группы:

Грубокерамические. Содержат большое количество примесей в виде гальки и песка, а также гипсовых и известковых включений. Используется для изготовления кирпича, черепицы, посуды и керамзита.
Огнеупорные и тугоплавкие. Имеют высокое содержание глинозёма, обладают хорошей пластичностью и высокой степенью огнеупорности. Применяются при изготовлении огнеупорного кирпича и различной керамики.
Каолиновые. Малопластичные глины, используются в бумажном и резиновом производстве и как добавка для изготовления фаянсовых изделий.
Монтмориллонитовые. Главной особенностью является их высокая пластичность, применяется как бурильный раствор, в металлургии и пищевой промышленности.

Пластичность это способность глины приобретать любую форму, и сохранять её по мере высыхания.

Также глины делят на «жирные» и «тощие». Первые являются пластичными и изделиям из них можно придать любую форму, но чтобы сделать керамику своими руками в домашних условиях, необходимо провести подготовку глины, для чего исходный материал разбавляется до необходимого состава песком, шамотом или молотой пемзой.

Не следует брать слишком «жирную» глину, лучше среднепластичную

Выбор инструментов и материалов

Решив сделать кафельную, или обычную керамическую плитку своими руками вам понадобится:

сырьё: глина, наполнитель для разбавления, в случае если глина жирная, вода;
форма для производства будущей плитки;
клише для образования оттиска рисунка или барельефа на лицевой стороне изделия;
лопатка, совок, мастерок;
сетка для армирования изделия.

Этапы изготовления керамики

Технология производства керамической плитки своими руками состоит из следующих этапов:

Берётся глина средней пластичности, засыпается в ёмкость и заливается водой. После нескольких дней замачивания, глина перемешивается и разминается. Затем через мелкое сито, материал перетирается в другую ёмкость и после чего масса распределяется на старые газеты или тряпку слоем в 10-15 мм. По достижению глиной нужной густоты, её перемешивают и убирают в полиэтиленовый пакет.
Подготовленный таким образом материал укладывается в формы и уплотняется, сделать это нужно так, чтобы уровень формовочной массы совпадал с краями формы, для чего излишки материала срезаются ножом или резаком.

Наиболее качественные формы делают из полиуретана, изделия получаются достаточно ровные с одинаковыми параметрами.

Далее технология изготовления керамической плитки своими руками, переходит в этап предварительной просушки. Длится он до приобретения массой более светлого оттенка и зависит этот период от температуры окружающей среды и влажности. В результате получается плитка–сырец. Если что-то у вас пошло не так, то на этой стадии можно ещё исправить ситуацию, для чего испорченный полуфабрикат замачивается водой, и процедуру формовки начинают сначала.
Процесс обжига плитки сырца наиболее технологичный этап, ведь полуфабрикат нужно подвергнуть воздействию высокой температуры порядка 1000-1200 градусов, для чего потребуется специальное оборудование. Чтобы сделать керамическую плитку своими руками можно ограничиться температурой и в 850-900 градусов, которая достигается в электрической муфельной печи. Технология производства допускает это, при условии наличия в составе глиняной массы пемзы, которая спекается при указанной температуре. Такой первичный обжиг называется бисквитным за некоторое сходство в полученной мелкопористой структуре заготовки, после выпаривания из неё воды. Керамическая заготовка при этом уже приобрела необходимую твёрдость и прочность. Называется такое изделие терракотой.

Этапы технологии: изготовление сырца, обжиг керамики и нанесение декоративного слоя

Если же вы хотите сделать своими руками майолику, то есть обожжённую керамику, с лицевой стороны, покрытой глазурью, а проще говоря, кафельную плитку, то технология производства на этом не заканчивается. Необходимо сделать ещё один обжиг, но уже с глазурью, для чего приготавливается многокомпонентная смесь, основными составляющими которой являются стекло, каолин и триполефосфат в виде порошка. Все компоненты перемешиваются и разводятся водой. Полученная смесь, кистью или методом обливания заготовки, распределяется по изделию, и делают второй обжиг.

Особое внимание нужно уделить контролю за температурой процесса, она не должна выше температуры первичного обжига. В противном случае глазурованная поверхность может быть испорчена или же произойдёт спекание терракотовой заготовки.

Такая технология изготовления кафельной плитки позволяет создавать уникальные композиции на глянцевой поверхности изделия, для чего используют разные составы глазури. В случае, когда выполнение глазури с обжигом вам не подходит по каким либо причинам, то сделать своими руками привлекательную, гладкую и блестящую поверхность, можно обработав заготовку эмалью или лаком.

И так если статья дочитана до конца, и трудности производства из глины керамической плитки своими руками, отражённые в этом пособии, вас не испугали, то честь вам и хвала. Ведь зная из чего и как изготовить столь уникальный отделочный материал, оригинальность и индивидуальность облицовки, а также восторги ваших друзей и знакомых, вам обеспечены.